JP5829947B2

JP5829947B2 - 電動工具

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Publication number: JP5829947B2
Application number: JP2012036472A
Authority: JP
Inventors: 竜之助熊谷
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2032-02-22
Also published as: DE112012005919B4; CN104114334B; CN104114334A; DE112012005919T5; JP2013169632A; WO2013125129A1; US20150027743A1; US9676092B2

Description

この発明は、モータと、モータを冷却する遠心ファンと、遠心ファンによる冷却用空気を集める環状の集風部材と、を収容したハウジングに、前記遠心ファンの外側でハウジングの内部と外部とを連通させる風窓を形成した電動工具に関する。

例えば特許文献１には、電動工具のハウジングの端面に、モータの冷却用空気の吸入口が形成されて、この端面に装着されるテールカバーに、縞状の貫通部を、前記吸入口と一致しない位置に穿設し、前記端面とテールカバーとの間に隙間を設けた電動工具が開示されている。特許文献１の電動工具によれば、ハウジングの端面とテールカバーとの間の隙間寸法が、コンクリートの破砕片の大きさよりも小さいことから、前記破砕片が前記隙間を通過できず冷却用空気の吸入口からハウジングの内部に侵入することを防止できる。これに加えて冷却用空気の通路を、テールカバーの縞状の貫通部から前記隙間を介して前記吸入口へ至るように形成できる。

一方特許文献２には、モータやモータを冷却するためのファン等を収容したハウジングの後方に、複数の風窓を設けた後方ハウジングをねじ止めして、この後方ハウジングの内面で風窓の位置にフィルタを設けた電動工具が開示されている。特許文献２の電動工具によれば、前記フィルタは通気性と防水性とを有することから、このフィルタによって、モータの冷却用空気を風窓からハウジングの内部に取り入れつつ、水滴や粉塵がハウジングの内部に侵入することを防止できる。これにより、ハウジングに収容されたファンが粉塵等の異物で損傷することを防止できる。

実開昭６４−４０２５８号公報特開２０１０−３６２６０号公報

しかしながら、破砕片や粉塵等の異物がハウジングの内部に侵入することを防ぐために特許文献１の電動工具では、ハウジングとは別にテールカバーが必要になることから、電動工具の組み立てに必要な部品点数が増加するという不都合があった。また特許文献２の電動工具においても、ハウジングに収容されたファンが異物で損傷することを防止するためには、ハウジングとは別部品であるフィルタが必要とされるため、特許文献１と同様に部品点数が増加する不都合があった。

この発明は、このような状況に鑑み提案されたものであって、部品点数を増加させずに、ハウジングに収容されているモータを冷却するファンが異物によって損傷することを抑制可能な電動工具を提供することを目的とする。

請求項１の発明に係る電動工具は、モータと、前記モータの出力軸に取り付けられて該モータを冷却する遠心ファンと、前記モータと前記遠心ファンとの間に配置されて、該遠心ファンによる冷却用空気を集める環状の集風部材と、を収容して前後方向に延びる筒状のハウジングに、前記遠心ファンの外側で前記ハウジングの内部と外部とを連通させて前記モータを冷却した空気が排出される風窓を、該ハウジングの周方向で複数形成した電動工具であって、前記モータを前記出力軸を前向きにして前記ハウジング内に収容すると共に、前記遠心ファン及び前記風窓を前記モータの後側に配置して、前記集風部材に、前記モータの後側で各前記風窓の内側に位置する壁体を、該集風部材の周方向でスリットを挟んでくし歯状に配列したことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、各前記壁体を、前記出力軸の軸方向で、前記集風部材から前記遠心ファンのブレードの頂部を越えて突出させて、前記スリットを前記遠心ファンと重なる位置に配置したことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記ハウジングの前記周方向で、該ハウジングの内壁と各前記壁体との間の隙間を一定に設定したことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１又は２において、前記出力軸の軸方向で、前記ハウジングの内壁と各前記壁体との間の隙間を一定に設定したことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記集風部材と前記壁体とを金属製として、該集風部材に該壁体を一体に形成したことを特徴とする。

請求項１の発明に係る電動工具によれば、ハウジングと略直角な方向では、壁体によって、風窓からハウジングに収容された遠心ファンが臨めない状態を保つことができる。よって、風窓から侵入した異物が遠心ファンに直接当たることを防止することで、遠心ファンが異物で損傷することを抑制できる。その上、壁体を集風部材に設けたため、壁体と集風部材とを別々に用意する必要がない。したがって、電動工具の組み立てに必要な部品点数の増加を防止できる。
また、ハウジングに風窓を複数形成した場合でも、くし歯状に配列した各壁体で、各風窓から遠心ファンが臨めない状態を保つことができる。これにより、遠心ファンが異物で損傷することを抑制できる。
請求項２の発明によれば、遠心ファンによって遠心方向へ放出された冷却用空気を、各壁体に沿ってスリットに誘導した後に、遠心ファンの外側に位置する風窓に導くことができる。よって、冷却用空気が風窓から排出され易くなる。
請求項３の発明によれば、ハウジングの周方向で、ハウジングの内壁と各壁体との間を通過する冷却用空気に対する抵抗を少なくできる。これにより、前記冷却用空気の流れが円滑になる。
請求項４の発明によれば、モータの出力軸の軸方向で、ハウジングの内面と各壁体と間を通過する冷却用空気に対する抵抗を少なくできる。これにより、当該冷却用空気の流れが円滑になる。
請求項５の発明によれば、集風部材の熱伝導性や壁体の熱伝導性が良好になり、モータが発する熱は速やかに集風部材や壁体に伝達されて集風部材の外部や壁体の外部に放出され易くなる。これに加えて、集風部材によって集められた冷却用空気で、該集風部材や壁体を冷却できる。したがって、集風部材や壁体の放熱効果をより向上させることができる。

本発明の実施形態のインパクトドライバの内部構造を示す図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。（ａ）は図１のＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は（ａ）中のＣ部の拡大図である。同インパクトドライバのハウジングにおける風窓付近の拡大図である。同インパクトドライバが備えるファンガイドの全体斜視図である。

本発明の実施形態を図１ないし図５を参照しつつ説明する。図１及び図２に示すようにインパクトドライバ１はハウジング２を備えている。このハウジング２は、樹脂製の左右の半割ハウジングを組み付けて形成されて、胴体部３と、ハンドル部４と、バッテリーパック装着部５とを有する。なお、インパクトドライバ１は本発明の電動工具の一例である。

胴体部３は、筒状に形成されてインパクトドライバ１の前後方向（図１及び図２の左右方向）に延設されている。胴体部３内の前方（図１及び図２の右側）には、ハンマケース１０が組み付けられている。また胴体部３内の後方（図１及び図２の左側）には、モータＭが収容されている。ハンマケース１０は、金属（例えばアルミニウム）によって釣り鐘状の筒状体に形成されており、ハンマケース１０の後端の開口部に、ベアリングボックス１１が一体に結合されている。このベアリングボックス１１には各ボールベアリング１２、２３（図２参照。）が保持されている。図２に示すようにハンマケース１０内には、ピニオン１３を装着したモータＭの出力軸１４が挿入されている。そして、この出力軸１４は前記ボールベアリング１２とボールベアリング１５とで軸支されている。また、ハンマケース１０の前方外周で胴体部３から露出する部分にはカバー１６とバンパー１７とが装着されている。

図２に示すようにハンマケース１０には、スピンドル２０と打撃機構２１とが収容されている。スピンドル２０は、ハンマケース１０内にハンマケース１０と同軸で収容されている。またスピンドル２０の後端には中空部２２が形成されている。そしてスピンドル２０の後端外周は、前記ベアリングボックス１１内に保持されたボールベアリング２３で軸支されている。加えて、前記ピニオン１３は中空部２２に挿入されており、このピニオン１３は、中空部２２に露出する遊星歯車２４、２４と噛合する。

打撃機構２１は、ハンマ２６と、アンビル２７と、コイルばね２８とを備えている。ハンマ２６は、前記スピンドル２０と一体回転可能かつスピンドル２０の軸方向へ移動可能に連結されている。アンビル２７は、ハンマ２６の前方でハンマ２６と同軸で軸支されている。このアンビル２７の先端には、ビットを装着可能なチャック２９が設けられている。コイルばね２８は、スピンドル２０に外装されたプレート４３の外周に嵌め合わされて、ハンマ２６をアンビル２７に係合させる前進位置へ付勢する。

一方図２に示すように、モータＭの出力軸１４の後端側の外周面には遠心ファンＦが取り付けられている。図２ないし図４に示すように遠心ファンＦの外側で胴体部３の左右の側面には、胴体部３の内部と外部とを連通させる風窓３０が複数形成されている。本実施形態では胴体部３の左右両側面に、胴体部３の周方向Ｙ（図４参照。）に所定間隔をおいて複数の風窓３０が、前後方向で２列になるように並設されている。ここでは図４に示すように、第１列の風窓が５つ形成され、第２列の風窓も５つ形成されている。第１列の風窓３０と第２列の風窓３０とは、前記周方向Ｙにおける位置（胴体部３の高さ方向における位置）を同じくして前記左右両側面に形成されている。

図１及び図２に示すように、胴体部３内において胴体部３の前後方向で遠心ファンＦとモータＭとの間に、集風部材としてのファンガイド３３が配置されている。ファンガイド３３は、樹脂製で図５に示すように環状に成形されている。このファンガイド３３には壁体３４が設けられている。ファンガイド３３は遠心ファンＦよりも大径で、ファンガイド３３の内側は通風孔３５とされている。さらに、ファンガイド３３の全周にはリブ案内溝３６（図５参照。）が設けられている。このリブ案内溝３６は、胴体部３の内壁の全周に亘って突出させた薄板状のリブ３７（図２参照。）に係合される。これにより、ファンガイド３３を胴体部３内に位置決めできる。

またファンガイド３３の後面（図２及び図５の左側）には、壁体３４が、出力軸１４の軸方向Ｘの後方側へ複数突設されている。本実施形態では、各壁体３４をファンガイド３３と一体に形成して樹脂製とした。図３の（ａ）に示すように、ファンガイド３３の左半分の後面には、ファンガイド３３の周方向Ｚに所定間隔をおいて５つの壁体３４が突設されている。ファンガイド３３の右半分の後面にも、周方向Ｚに前記所定間隔をおいて５つの壁体３４が突設されている。図２及び図４に示すように各壁体３４は、遠心ファンＦの外側で、胴体部３の周方向Ｙにおける位置（胴体部３の高さ方向における位置）を同じくする２列の風窓３０、３０の内側と隙間を空けて対向するように配置されている。このため図４に示すように、胴体部３と略直角な方向では、各風窓３０から遠心ファンＦが臨めない構造となっている。

さらに図２に示すように各壁体３４の突設長を、前記軸方向Ｘでファンガイド３３の後面から遠心ファンＦのブレード３８の頂部を越える長さに設定した。その結果、ファンガイド３３の周方向Ｚで隣り合う壁体３４同士の間に、軸方向Ｘに長いスリット３９（図３の（ｂ）及び図５参照。）が形成される。これにより図５に示すようにファンガイド３３の側面視では、５つの壁体３４がスリット３９を挟んで前記周方向Ｚに配列されたくし歯状となる。そして、遠心ファンＦとスリット３９とを側面視したときは、図１及び図３から理解できるように、各スリット３９が遠心ファンＦと重なる位置に配置される。また図３の（ａ）（ｂ）に示すように各壁体３４の側面形状は、胴体部３の内壁面の形状に合わせた円弧状とされている。図２に示すように各壁体３４の外側面と胴体部３の内壁とを隙間Ｗを空けて対向配置させることで、この隙間Ｗの寸法を胴体部３の周方向Ｙ（図４参照。）で一定に設定できる。本実施形態では、隙間Ｗの寸法を約１ｍｍに設定した。加えて各壁体３４の後端面の形状は、胴体部３の後端側の内壁面と平行な直線状とされている。図２に示すように各壁体３４の後端面と前記後端側の内壁とを隙間Ｗ１を空けて対向配置させることで、この隙間Ｗ１の寸法を軸方向Ｘ（図２参照。）で一定に設定できる。

一方図１に示すようにハンドル部４は、インパクトドライバ１の側面視で胴体部３から下方へ延設されている。ハンドル部４の内部には、トリガ４０を有するスイッチ４１が収容されている。バッテリーパック装着部５は、ハンドル部４の下端に形成されている。バッテリーパック装着部５にはバッテリーパック４２が着脱自在に装着される。操作者がトリガ４０をハンドル部４内に押し込んでスイッチ４１がオン状態になると、バッテリーパック４２はモータＭへ給電する。

次に本実施形態のインパクトドライバ１の動作を説明する。図１に示すトリガ４０をハンドル部４内へ押し込むことで、モータＭが駆動して図２に示すスピンドル２０が回転する。すると、ハンマ２６を介してアンビル２７が回転し、アンビル２７に装着したビットでねじ締めが可能になる。ねじの締め付け作業に伴ってアンビル２７への負荷が高まると、ハンマ２６が図２に示すコイルばね２８の付勢に抗して後退することでアンビル２７との係合を解除する。これと同時にコイルばね２８の付勢によって、ハンマ２６がスピンドル２０と共に回転しつつ前進してアンビル２７と再係合する。この係脱の繰り返しによってアンビル２７に回転方向への間欠的な打撃が加えられて、ねじの増し締めが可能になる。

またモータＭの出力軸１４の回転に伴って遠心ファンＦが回転すると、胴体部３の左右の側面に設けた吸気口（図示せず。）から冷却用空気が、胴体部３内に導入された後に、モータＭの空気取入口（図示せず。）からモータＭの内部に取り入れられる。その後冷却用空気は、前記内部を流通してファンガイド３３の通風孔３５（図５参照。）に吸い込まれて遠心ファンＦに集められる。これにより、冷却用空気でモータＭを内側から冷却できる。遠心ファンＦに集められた冷却用空気は、モータＭの出力軸１４の軸方向Ｘ（図２参照。）と交差する遠心方向に放出されて、各壁体３４（図３の（ａ）（ｂ）参照。）の内側面に沿ってスリット３９（同図参照。）に誘導される。各スリット３９に誘導された冷却用空気は、隙間Ｗ（図２参照。）を流通した後に各風窓３０から胴体部３の外部へ排出される。このとき、隙間Ｗの寸法は胴体部３の周方向Ｙ（図４参照。）で一定に設定されていることで、冷却用空気が胴体部３の内壁と各壁体３４との間を流通するときの抵抗を少なくできる。よって、冷却用空気の流れが円滑になる。加えて隙間Ｗ１（図２参照。）の寸法も軸方向Ｘ（図２参照。）で一定に設定されているため、遠心ファンＦに集められた冷却用空気が胴体部３の後端側の内壁と各壁体３４の後端面との間を流通するときの抵抗を少なくできる。よって、前記内壁と前記後端面との間における冷却用空気の流れも円滑になる。

さらに本実施形態では図２ないし図４に示したように各壁体３４を、遠心ファンＦの外側で各風窓３０と対向させて配置したことで、胴体部３の外部で胴体部３と略直角な方向においては各風窓３０から遠心ファンＦが臨めない状態を保つことができる。したがって、仮に風窓３０から胴体部３の内部に粉塵等の異物が侵入した場合でも、この異物が遠心ファンＦに直接当たることを防止できる。よって、遠心ファンＦが異物で損傷することを抑制できる。

＜本実施形態の効果＞
本実施形態のインパクトドライバ１では、胴体部３の外部で胴体部３と略直角な方向においては壁体３４によって、風窓３０から胴体部３に収容された遠心ファンＦが臨めない状態を保つことができる。よって風窓３０から胴体部３の内部に侵入した異物が、遠心ファンＦに直接当たることを防止できる。よって、遠心ファンＦが異物で損傷することを抑制できる。その上、壁体３４をファンガイド３３に設けたため、壁体３４とファンガイド３３とを別々に用意する必要がない。したがって、インパクトドライバ１の組み立てに必要な部品点数の増加を防止できる。

また図４に示したように胴体部３に、複数の風窓３０を前後方向で２列になるように並設した場合でも、壁体３４を、各風窓３０の内側と対向させてファンガイド３３の周方向Ｚにスリット３９を挟んで複数配列したくし歯状としたことで、胴体部３の外部で胴体部３と略直角な方向においては各風窓３０から遠心ファンＦが臨めない状態を保つことができる。これにより、遠心ファンＦが異物で損傷することを抑制できる。

さらに遠心ファンＦとスリット３９とを側面視したときは、各スリット３９が遠心ファンＦと重なる位置に配置される。このため、遠心ファンＦによって遠心方向に放出された冷却用空気を、各壁体３４の内側面に沿ってスリット３９に誘導した後に、遠心ファンＦの外側に位置する各風窓３０に導くことができる。よって、冷却用空気が各風窓３０から排出され易くなる。

加えて、各壁体３４の外側面と胴体部３の内壁との間の隙間Ｗの寸法を胴体部３の周方向Ｙで一定に設定したことで、前記内壁と各壁体３４との間を流通する冷却用空気に対する抵抗を少なくできる。これにより、冷却用空気の流れが円滑になる。その上、各壁体３４の後端面と胴体部３の後端側の内壁との間の隙間Ｗ１を軸方向Ｘで一定に設定したことで、前記後端側の内壁と各壁体３４の後端面との間を流通する冷却用空気に対する抵抗も少なくできる。これにより、前記後端側の内壁と前記後端面との間における冷却用空気の流れも円滑になる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施できる。例えば、上述した実施形態では、ファンガイド３３と各壁体３４とを樹脂で一体に形成したが、これに限らず、ファンガイドと各壁体とを、鉄やアルミニウム等の金属で一体に形成してもよい。この場合には、ファンガイドの熱伝導性や各壁体の熱伝導性が良好になり、モータＭが発する熱が速やかにファンガイドや各壁体に伝達される。その結果、この熱がファンガイドの外部や各壁体の外部に放出され易くなる。これに加えて、ファンガイドによって遠心ファンＦに集められた冷却用空気で、ファンガイドや壁体を冷却できる。したがって、ファンガイドや壁体の放熱効果がより向上することになる。

また上述した実施形態では、本発明をインパクトドライバに適用する例を示したが、これに限らず、例えば本発明をグラインダ等の電動工具に適用してもよい。

１・・インパクトドライバ、２・・ハウジング、３・・胴体部、１４・・モータの出力軸、３０・・風窓、３３・・ファンガイド、３４・・壁体、３８・・遠心ファンのブレード、３９・・スリット、Ｆ・・遠心ファン、Ｍ・・モータ、Ｗ・・壁体の外側面と胴体部の内壁との間の隙間、Ｘ・・出力軸の軸方向、Ｙ・・胴体部の周方向、Ｚ・・ファンガイドの周方向。

Claims

モータと、前記モータの出力軸に取り付けられて該モータを冷却する遠心ファンと、前記モータと前記遠心ファンとの間に配置されて、該遠心ファンによる冷却用空気を集める環状の集風部材と、を収容して前後方向に延びる筒状のハウジングに、前記遠心ファンの外側で前記ハウジングの内部と外部とを連通させて前記モータを冷却した空気が排出される風窓を、該ハウジングの周方向で複数形成した電動工具であって、
前記モータを前記出力軸を前向きにして前記ハウジング内に収容すると共に、前記遠心ファン及び前記風窓を前記モータの後側に配置して、
前記集風部材に、前記モータの後側で各前記風窓の内側に位置する壁体を、該集風部材の周方向でスリットを挟んでくし歯状に配列したことを特徴とする電動工具。
各前記壁体を、前記出力軸の軸方向で、前記集風部材から前記遠心ファンのブレードの頂部を越えて突出させて、前記スリットを前記遠心ファンと重なる位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
前記ハウジングの前記周方向で、該ハウジングの内壁と各前記壁体との間の隙間を一定に設定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
前記出力軸の軸方向で、前記ハウジングの内壁と各前記壁体との間の隙間を一定に設定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
前記集風部材と前記壁体とを金属製として、該集風部材に該壁体を一体に形成したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電動工具。